浅谈升船机间隙密封机构U形框架设计-精品文档.docx
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1、浅谈升船机间隙密封机构U形框架设计【摘要】间隙密封机构是升船机的重要组成部分,其技术参数、布置形式及运动方式对升船机的安全运行具有极其重要的影响。本文对三峡升船机间隙密封机构U形框构造设计进行阐述,并应用ANSYS建模进行有限元计算,该构造从技术上能够知足升船机的运行要求,有效保障航道与船厢水域的顺利连通。【关键词】间隙密封机构;U形框;对接;有限元分析三峡升船机为单线一级垂直升船机,采用齿轮齿条爬升式,最大过船吨位为3000t级客货轮,船厢水域有效长度120m,宽18m,水深3.5m。上游通航水位变幅30m,下游通航水位变幅11.8m,下游水位变率约0.50m/h。升船机布置在枢纽左岸,位于
2、双线五级船闸右侧、左岸7#、8#非溢流坝段之间,由上游引航道、上闸首、船厢室段、下闸首和下游引航道等部分组成,从上游口门至下游口门全线总长约5000m。三峡升船机是客轮的快速过坝通道,并与双线五级船闸联合运行,大大提高了枢纽的航运通过能力,保障了枢纽通航的质量。间隙密封机构用于连通航道与船厢水域,是保证三峡升船机运行经过中能否安全过坝的重要环节。2机构布置与构造船厢两端分别布置一套间隙密封机构,船厢与闸首对接时,U形密封框从U形槽推出,构成密封区域。该机构主要由U形框架及其导向支承滑块、驱动油缸、碟形弹簧柱及止水橡皮等组成。U形框架由厚80mm、宽1317mm的钢板拼接而成,U形框架的端部装设
3、J型止水及非金属垫块自润滑材料。垫块除承受压力和起限位作用外,还能够减小与闸首工作大门间的摩擦力。U形框架外侧与船厢构造之间由夹布橡胶板密封,间隙充水后作用在橡胶板上的水压力将U形板进一步压向闸首,增加了密封的可靠性。密封机构对接期间,油缸由弹簧柱保压,可使U形框架适应闸首门的变形,并使U形框架压向闸门的压力基本保持不变。在地震条件下船厢产生纵向位移时,弹簧柱还能够使U形框架上的P形止水橡胶能始终压紧闸首工作大门,确保密封通道不受毁坏。在U形框架内侧与支承滑块之间留有39mm的间隙,以使U形板适应船厢变形。U形板的最大水平运动距离为300mm,碟形弹簧柱可适应船厢90mm的向外位移和80mm的
4、向内位移。在U形框架上设有拦污栅,以防止漂浮物进入水深调节系统。驱动油缸额定推力为175kN,在油缸上装有限压阀块,以防过载。在发生地震时,油缸保压压力最大将到达25MPa。利用置于U板前端的位置传感器判定闸首间隙能否被密封,确定机构推出到位,而不是被异物阻挡。在间隙泄水后,间隙密封机构将退回,由设置于油缸上的行程检测装置进行检测。3U形框架设计3.1构造型式U形框架由1段水平钢板段、2段垂直钢板段、两段圆角钢板段、水平段驱动支架和垂直段驱动支架、导向座及拦污栅钢板等组成。圆角钢板段开设止口与水平钢板段和垂直钢板段装配,并通过螺栓和剪力销与水平钢板段和垂直钢板相连,构成整体U形框架构造。钢板止
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